[发明专利]一种铷元素掺杂高镍三元正极材料及其制备方法和应用在审
| 申请号： | 201811652782.1 | 申请日： | 2018-12-28 |
| 公开（公告）号： | CN109802111A | 公开（公告）日： | 2019-05-24 |
| 发明（设计）人： | 刘军;刘咏;刘峰;祝灵泽 | 申请（专利权）人： | 中南大学 |
| 主分类号： | H01M4/36 | 分类号： | H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 长沙市融智专利事务所(普通合伙) 43114 | 代理人： | 魏娟 |
| 地址： | 410083 湖南*** | 国省代码： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 三元正极材料 元素掺杂 高镍 制备方法和应用 研磨 混合物 前驱体 放电比容量 混合物溶解 锂离子电池 倍率性能 高温烧结 使用寿命 循环性能 氧气气氛 混合液 阳离子 预烧结 螯合剂 硝酸 混排 均一 凝胶 制备 冷却 | ||
1.一种铷元素掺杂高镍三元正极材料，其特征在于：所述铷元素掺杂高镍三元正极材料的化学式为Li1-xRbxNiyCozMn1-y-zO2，其中y≥0.6，0＜x＜0.2，0＜z＜0.4。
2.根据权利要求1所述的一种铷元素掺杂高镍三元正极材料，其特征在于：所述铷元素掺杂高镍三元正极材料的粒径为1-5um。
3.制备如权利要求1或2所述的一种铷元素掺杂高镍三元正极材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：配取Li源,Rb源；Mn源,Co源,Ni源，混合获得混合物，向混合物中加入硝酸溶液，使得混合物溶解获得混合液，反应，加入螯合剂，获得凝胶，干燥获得前驱体，前驱体第一次研磨后在氧气气氛下进行预烧结，冷却第二次研磨，然后在氧气气氛下进行高温烧结，即得铷元素掺杂高镍三元正极材料。
4.根据权利要求3所述的一种铷元素掺杂高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述混合物中，按摩尔比计，(Li+Rb)：(Mn+Co+Ni)＝1.02-1.06:1。
5.根据权利要求3所述的一种铷元素掺杂高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述混合物中，按摩尔比计，Rb：Li＝0.001-0.2:0.8-0.999。
6.根据权利要求3所述的一种铷元素掺杂高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：
所述Li源选自LiOH、CH3COOLi、Li2CO3中的至少一种；
所述Rb源选自RbOH、Rb2CO3中的至少一种；
所述Ni源选自硝酸镍、氯化镍、碳酸镍、硫酸镍、醋酸镍中的至少一种，所述Co源选自硝酸钴、氯化钴、碳酸钴、硫酸钴、醋酸钴中的至少一种，所述锰源选自硝酸锰、、氯化锰、碳酸锰、硫酸锰、醋酸锰中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的一种铷元素掺杂高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述反应的温度为60～80℃，反应的时间为1-5h。
8.根据权利要求3所述的一种铷元素掺杂高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述鳌合剂选自柠檬酸、甘氨酸、马来酸中的至少一种；
所述鳌合剂的加入量为目标产物铷元素掺杂高镍三元正极材料质量的20％-200％；
鳌合剂的加入方式为：将鳌合剂均分成2～6份，分次加入混合液中，加入过程中不断搅拌，直至混合液成粘稠状，停止搅拌。
9.根据权利要求3所述的一种铷元素掺杂高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述预烧结的温度为350-500℃，时间为3-5h，升温速度为1-5℃/min，所述高温烧结的温度为750-900℃，时间为8-20h，升温速度为1-3℃/min。
10.根据权利要求1～2任意一项所述的一种铷元素掺杂高镍三元正极材料的应用，其特征在于：将所述的铷元素掺杂高镍三元正极材料应用于锂离子电池中。
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